公建类小区海绵城市改造工程分析——以宁波市某中学海绵化改造工程为例论文_莫建秋,程红泉,汪伟,徐孟孟

浙江省建筑设计研究院 310006

摘要:宁波市是2016年国家第二批海绵城市试点城市,老旧小区作为城市发展的组成部分,同时也是海绵城市建设推进必不缺的主要因素,具有重要的研究价值,因此,针对老旧小区特点进行海绵城市改造的研究,对宁波市其他老旧小区海绵化改造提供技术指导和实际经验借鉴。

关键词:海绵城市;低影响开发;老旧小区;改造工程

1引言

通过国家和省级试点以点带线、以线带面的工作,经过不断地努力,海绵城市建设,已初步形成我省“国家级试点建设快速推进、省级试点建设稳步推进、其它城市的建设有序推进”的良好局面。海绵城市的建设理念已逐步被接受,社会各界对海绵城市建设的理解、认识和支持也在不断加强,但建设海绵城市,尤其是老旧建筑小区、公园和道路等老城区海绵化改造依然任重道远。

2现状分析

2.1基本概况

学校红线范围面积约为75500 m2,其中建筑硬化屋面面积12550m2,硬化道路及广场面积为29901 m2。现状绿地面积32795 m2,包括部分山体面积为17300 m2,现状绿化率为43.44%。

学校区域整体比周边地块高,学校内地势呈现北高南低、东高西低,地势落差较大。操场区域相对较为平坦,最低标高为3.6m。教学区与宿舍区依山势建造,地势较陡,落差大,最高点位于东南山体,标高为62.20,最大落差达58.6。

3存在问题

(1)下垫面

学校内部广场、道路、球场等均为硬质不透水铺装,。雨水主要通过市政管网排放, 洪峰时期,对雨水管网系统造成严重的压力。且不透水路面还严重阻隔了地表水循环过程,削弱雨水下渗对地下水的补给。

(2)排水现状

学校排水管网年代久远,排水体制均为合流制,管网系统存在混接、淤积、破损、变形、错位、脱节等问题。校园内产生的生活污水和雨水,经管网收集后分别外排至周边水系,对地表水产生严重污染。

(3)现状景观

场地内植被茂密,种类丰富,乔木、灌木等大部分植物长势良好,景观效果良好,但是部分区域有荒地,土壤裸露,雨天易被冲刷。

4方案设计

4.1设计思路

本学校海绵化改造工程,从学校现状存在的问题出发,按照海绵城市建设源头减排、过程控制、系统治理的指导思想,坚持统筹设计、生态优先、因地制宜、灰绿结合、经济高效的原则,以低影响开发为主,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术手段。在雨污分流改造工程的基础上,进行海绵化改造工程,系统管理学校雨水,实现自然积存、自然渗透、自然净化及回用等目的。在解决问题的同时,为学生开辟第二课堂,充分展示和宣传海绵技术,形成具有教育意义的海绵城市教育基地。

图4-1 技术路线图

4.2设计目标

根据《宁波市海绵城市规划设计导则》相关要求及此次试点区外海绵城市建设的重要性,确定本次学校海绵化改造项目设计目标如下:

(1)年径流总量控制率≥80%;(2)年径流污染负荷削减率≥60%。

4.3低影响开发系统设计

4.3.1汇水分区设计

根据地形地势及管网情况,通过数值模型及推理计算后将学校划分为7个排水分区。

4.3.2综合径流系数计算

表4-1 学校下垫面综合径流系数

4.3.3设计调蓄容积

设计调蓄容积一般采用容积法进行计算,如下计算公式所示。

V=10HφF

式中:V—设计调蓄容积,m3;H—设计降雨量,mm;φ—综合雨量径流系数;F—汇水面积,hm2。计算得径流控制总量为700 m3。

图4 1 汇水分区图

表4-2 学校调蓄容积计算

4.3.4技术应用设计

图4-3 LID设施平面图

结合新建和改造雨水管网,合理布置LID设施,主要LID设施为透水铺装、植草沟、雨水花园、下凹式绿地、雨水回用系统。雨水花园6处,下凹式绿地3处,植草沟410 m,雨水回用系统2处。

5效果核算

5.1年径流总量控制率达标分析

本次设计调蓄容积为727.7m3,计算得控制降雨量为25.1mm,根据宁波市降水量资料得到雨水年径流总量控制率为80.42%,满足年径流总量控制率≥80%的要求。

表4-3 各汇水分区径流控制率计算表

图4-4 雨水花园/下凹式绿地示意图

图4-5 植草沟示意图 图4-6 透水沥青/透水混凝土示意图

5.2年径流污染物控制率达标分析

年SS总量去除率=年净流总量控制率×低影响开发设施对SS的平均去除率,从而得到年径流污染物控制率为60.3%,满足年径流污染负荷削减率≥60%的要求。

表4-1年净流污染物控制率

5.3模型分析

根据SWMM模拟及计算结果,学校多年雨水径流总量控制率和径流污染削减率统计结果如下表所示,雨水年径流总量控制率和径流污染削减率(以SS计)分别可达85.54%,77.52%。

表4-2模拟结果统计表

6结论

本工程对学校海绵化改造,切实解决现状存在通过对排水系统的新建和改造,保证基础排水性通畅,为低影响开发设施布置提供基础;结合现场实际条件以及综合考虑限制因素科学合理布置设施,充分体现海绵理念,减轻市政管网的压力,实现雨水自然积存、自然渗透、自然净化及回用等目的。根据SWMM模拟及计算结果,雨水年径流总量控制率和径流污染削减率(以SS计)分别可达85.54%,77.52%。该工程可为公建类或老旧小区设计、施工和后期管理提供宝贵的经验。

参考文献

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[5]李富果;既有居住小区海绵化改造案例研究[J].《市政技术》;2017年第6期.

论文作者:莫建秋,程红泉,汪伟,徐孟孟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/20

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